齊大山選礦廠一段磨礦改造實踐

劉國義 劉 暢 高 太 高錦財 王汝杰

(鞍鋼礦業(yè)集團有限公司齊大山選礦廠)

鞍鋼礦業(yè)齊大山選礦廠入選原礦為沉積變質(zhì)型“鞍山式”鐵礦石，選礦廠現(xiàn)有一選、二選兩個分選作業(yè)區(qū)，主體設(shè)備規(guī)格小、自動化水平相對偏低，均存在臺時處理量低、過磨現(xiàn)象嚴重問題，給選礦生產(chǎn)帶來不利影響。加之近年來國內(nèi)外鐵礦石價格大幅度下滑，選礦廠生產(chǎn)經(jīng)營壓力巨大[1-3]。

1 原礦性質(zhì)

原礦主要呈條帶狀或條紋狀構(gòu)造，條帶寬0.5～3 mm，礦石浸染粒度較細，硬度12。礦石中主要可回收元素為鐵，伴生元素含量均未達到綜合回收標準，主要有害雜質(zhì)硫、磷含量較低，僅二氧化硅含量較高。礦石化學多元素分析結(jié)果見表1。

表1 礦石化學多元素分析結(jié)果 %

礦石中金屬礦物以赤鐵礦為主，其次為磁鐵礦、假象赤鐵礦；脈石礦物主要有石英、陽起石、透閃石、角閃石、鐵白云石等。赤鐵礦呈鋼灰色至褐灰色、灰紅色，細條帶狀構(gòu)造，多分布在地表及淺部的礦層中。磁鐵礦以原生礦石為主，多分布在深部，呈鋼灰色，粒度較細者呈條帶狀構(gòu)造。假象赤鐵呈深灰色，以細條帶狀構(gòu)造、假象構(gòu)造為主，次為交代殘余結(jié)構(gòu)。

2 工藝流程與設(shè)備

選礦廠分選作業(yè)區(qū)采用階段磨礦—粗細分級—重選—磁選—陰離子反浮選工藝流程進行生產(chǎn)，工藝流程見圖1。一選作業(yè)區(qū)主要設(shè)備有濕式MQG2 700 mm×3 600 mm格子型球磨機(11臺)、水力旋流器、圓盤給礦機；二選作業(yè)區(qū)主要設(shè)備有濕式MQG3 600 mm×4 000 mm格子型球磨機(5臺)、濕式MQY5 030 mm×6 400 mm溢流型球磨機(1臺)，水力旋流器、振動給礦機。兩選作業(yè)區(qū)球磨—分級系統(tǒng)均基本具備自動化生產(chǎn)功能。

3 存在問題

通過對標考察和深挖內(nèi)部潛力[4-5]，對兩選作業(yè)區(qū)一段球磨機進行改造。原因為一選作業(yè)區(qū)一段磨礦計劃臺時處理量41.5 t/h，給礦細度-12 mm 90%，溢流細度-0.074 mm 60%，實際生產(chǎn)時溢流細度-0.074 mm 含量達到65%；二選作業(yè)區(qū)一段磨礦格子型球磨機、溢流型球磨機計劃臺時處理量分別為95，225 t/h，球磨機給礦細度-12 mm 90%，要求溢流細度-0.074 mm 60%，但實際生產(chǎn)時溢流細度-0.074 mm 含量達到70%。一、二選作業(yè)區(qū)一段磨礦溢流細度-0.010 mm粒級含量均達到25%左右，過磨問題嚴重。

球磨機臺時處理量偏低、磨礦溢流產(chǎn)品過磨，造成選礦廠生產(chǎn)目標無法完成。為保證完成鐵精礦產(chǎn)量任務，選礦廠以球磨機為主來滿負荷組織轉(zhuǎn)車，設(shè)備故障率和電耗較高、生產(chǎn)不經(jīng)濟。計劃檢修期間，減少1臺球磨機運轉(zhuǎn)，會導致4個浮選區(qū)礦漿濃度偏小，3個浮選區(qū)礦漿濃度偏高，不利于生產(chǎn)操作，影響鐵精礦指標，兩選作業(yè)區(qū)轉(zhuǎn)車模式見表2。

圖1 選礦工藝流程

作業(yè)區(qū)滿負荷非滿負荷一選11-410-3二選6-4(1大4小)-3

注：“11-4”表示“11臺球磨機對應4個浮選區(qū)”的轉(zhuǎn)車模式，其余同。

4 解決措施

針對存在問題，齊大山選礦廠從選別設(shè)備和自動化儀器儀表穩(wěn)定性、生產(chǎn)工藝參數(shù)入手進行技術(shù)改造，以改善磨礦效果、提高球磨機臺時處理量。改進路線：提高選別設(shè)備和自動化儀器儀表穩(wěn)定性→合理控制返砂比、磨礦濃度、鋼球充填率→提高球磨機臺時處理量→調(diào)整“浮選區(qū)”為主轉(zhuǎn)車模式→穩(wěn)定選別指標→提高鐵精礦產(chǎn)量、降低電耗。

4.1 實現(xiàn)球磨機系統(tǒng)高效運轉(zhuǎn)

球磨機高效穩(wěn)定運行是提高球磨機臺時處理量的前提，因此提出“設(shè)備穩(wěn)定高效運轉(zhuǎn)周期實現(xiàn)率”的概念，加強球磨機系統(tǒng)計劃性檢修的完成率和檢修質(zhì)量，保證球磨機系統(tǒng)在1個周期(1個月)內(nèi)運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，通過實踐將球磨系統(tǒng)穩(wěn)定高效運轉(zhuǎn)周期實現(xiàn)率提高到80%。

4.2 提高球磨機臺時處理量

球磨機給礦-12 mm占90.26%，滿足工藝參數(shù)標準，粒度組成見表3。

表3 入磨礦石粒度組成

通過將格子型球磨機鋼球充填率由42%提高到50%、溢流型球磨機由35%提高到40%，優(yōu)化返砂水量和排礦水量、旋流器工作參數(shù)、保證合理的返砂比等措施進行技術(shù)改造。改造后，一、二選作業(yè)區(qū)球磨機臺時處理量分別提高32.5%、34.7%～45.5%，結(jié)果分別見表4～表6。

表4 一選作業(yè)區(qū)一段磨礦球磨機工作參數(shù)

表5 二選作業(yè)區(qū)一段磨礦

改造后，進行一段磨礦溢流產(chǎn)品粒度與礦物單體解離度測定，結(jié)果分別見表7、表8。

表6 二選作業(yè)區(qū)一段磨礦

表7 改造后一選作業(yè)區(qū)一段磨礦溢流細度

表8 改造后二選作業(yè)區(qū)一段磨礦溢流細度

從表7、表8可知，優(yōu)化改造后，一、二選作業(yè)區(qū)一段磨礦溢流-0.074 mm含量分別為60.45%、59.69%，相比改造前，降低了4.55，10.31個百分點，各粒級含量變化不大；鐵礦物單體解離度分別為63.70%、62.65%，脈石礦物單體解離度分別為38.97%、38.02%，高品位粒級主要集中在0.043～0.056 mm、0.010～0.100 mm，滿足后續(xù)選別要求；-0.010 mm粒級含量分別降低到15.16%、17.08%，過磨程度得到緩解。

4.3 以“浮選區(qū)”為主轉(zhuǎn)車模式

通過提高一段磨礦球磨機臺時處理量，一選作業(yè)區(qū)滿負荷僅需運轉(zhuǎn)8臺球磨機，二選作業(yè)區(qū)滿負荷僅需運轉(zhuǎn)1大3小共4臺球磨機。在該條件下，球磨機計劃檢修時不影響鐵精礦產(chǎn)量，浮選區(qū)可以滿頻工作，形成以浮選區(qū)為主轉(zhuǎn)車模式，同時可以控制強磁機激磁電流上限，綜合尾礦鐵品位降低，鐵精礦產(chǎn)量增加。兩選作業(yè)區(qū)新轉(zhuǎn)車模式見表9。

表9 兩選作業(yè)區(qū)轉(zhuǎn)車新模式

注：“4-8”表示“4個浮選區(qū)對應8臺球磨機”，其余同。

5 應用效果

優(yōu)化改造后，進行生產(chǎn)應用實踐。結(jié)果表明，一選作業(yè)區(qū)一段磨礦球磨機臺時處理量提高了13.5 t/h，二選作業(yè)區(qū)一段磨礦MQG3 600 mm×4 000 mm和MQG5 030 mm×6 400 mm球磨機臺時處理量分別提高33.5，100 t/h，一、二選作業(yè)區(qū)一段磨礦球磨機臺時處理量均提高了30%以上；一、二選作業(yè)區(qū)一段磨礦溢流細度-0.074 mm含量分別由65.00%、70.00%降低到60.45%、59.69%，-0.010 mm粒級含量由25.00%分別降低到15.16%、17.08%；選礦生產(chǎn)轉(zhuǎn)車模式由以球磨機為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐愿∵x區(qū)為主，浮選區(qū)可以滿頻工作，減停5臺球磨機。在保證鐵精礦品位合格的前提下，每年可增產(chǎn)鐵精礦約10萬t，每年可節(jié)約鋼球消耗、電耗約1 500萬元。

6 結(jié) 論

齊大山選礦廠一、二選作業(yè)區(qū)通過將球磨系統(tǒng)穩(wěn)定高效運轉(zhuǎn)周期實現(xiàn)率提高到80%、提高一段磨礦球磨機臺時處理量等措施，進行技術(shù)優(yōu)化改造。改造后，兩選作業(yè)區(qū)一段磨礦球磨機臺時處理量均提高30%以上，一、二選作業(yè)區(qū)一段磨礦溢流細度分別降低到15.16%、17.08%，過磨問題得到緩解，轉(zhuǎn)車模式由以球磨機為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐愿∵x區(qū)為主，可停開部分球磨機，在保證鐵精礦品位合格的前提下，起到了鐵精礦增產(chǎn)、降低能耗的改造效果，經(jīng)濟效益顯著。